JPH11199644A - Production of flexible polyurethane foam - Google Patents

Production of flexible polyurethane foam

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Publication number
JPH11199644A
JPH11199644A JP10001476A JP147698A JPH11199644A JP H11199644 A JPH11199644 A JP H11199644A JP 10001476 A JP10001476 A JP 10001476A JP 147698 A JP147698 A JP 147698A JP H11199644 A JPH11199644 A JP H11199644A
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JP
Japan
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catalyst
flexible polyurethane
polyurethane foam
foam
producing
Prior art date
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Application number
JP10001476A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Tokumoto
勝美 徳本
Yutaka Tamano
豊 玉野
Shuichi Okuzono
修一 奥園
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
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Priority to US09/172,016 priority patent/US6307102B1/en
Priority to EP98119531A priority patent/EP0909770A1/en
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Priority to US09/938,490 priority patent/US6384097B1/en
Priority to US09/938,488 priority patent/US6384177B1/en
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a flexible polyurethane foam by using a catalyst having an extremely high retardation effect and extremely low corrosivity. SOLUTION: This method for producing a flexible polyurethane foam by reacting a polyol with a polyisocyanate in the presence of a catalyst and a foaming agent. Therein, the catalyst comprises one or more kinds of compounds selected from quaternary ammonium carbonates expressed by the formula [R1 to R8 are each a 1-12C linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group; (n) is 0-3, wherein, when (n) is 0, either of R1 to R3 and R5 or R6 may arbitrarily be bound to each other to form a heterogeneous ring, and wherein, when (n) is 1-3, R5 or R6 and R4 may be bound to each other to form a heterogeneous ring].

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオールとポリ
イソシアネートを、触媒、発泡剤及び整泡剤の存在下に
反応させ、軟質ポリウレタンフォームを製造する方法に
関する。さらに詳しくは、ポリウレタン反応の活性が高
く、低臭気、遅延性、低腐食性に優れる4級アンモニウ
ム炭酸塩を使用することを特徴とする軟質ポリウレタン
フォームの製造法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a flexible polyurethane foam by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a catalyst, a foaming agent and a foam stabilizer. More specifically, the present invention relates to a method for producing a flexible polyurethane foam, which comprises using a quaternary ammonium carbonate having a high polyurethane reaction activity and a low odor, a retardation property and a low corrosion property.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟質ポリウレタンフォームは、軽量で弾
性に優れるため、家具、自動車内装材、寝具、クッショ
ン等の製品に広く利用されている。近年、これらポリウ
レタン製品の製造に関して生産性の向上、成型性改良、
物性改良及び環境問題への対応等が叫ばれている。この
ため、触媒としては高活性かつ高機能性な触媒が求めら
れてきている。
2. Description of the Related Art Flexible polyurethane foams are widely used in furniture, automobile interior materials, bedding, cushions and other products because of their light weight and excellent elasticity. In recent years, regarding the production of these polyurethane products, productivity improvement, moldability improvement,
There are calls for improvements in physical properties and response to environmental issues. For this reason, highly active and highly functional catalysts have been demanded.

【0003】例えば、生産性向上及び成型性改良を目的
とする場合、遅延作用のある触媒が求められ、物性改良
としては通気性向上に効果のある触媒、環境への対応と
しては、臭気の少ないアミン触媒、また、発泡剤、フロ
ンの削減に対応した処方に適した触媒の開発が強く要求
されている。
For example, in order to improve the productivity and the moldability, a catalyst having a retarding effect is required. As a physical property improvement, a catalyst effective in improving the air permeability, and in order to cope with the environment, a catalyst having less odor is required. There is a strong demand for the development of amine catalysts and catalysts suitable for formulations that reduce foaming agents and CFCs.

【0004】ポリウレタンフォームの製造において、特
開昭60−58418号公報に記載された第3級アミン
化合物の有機カルボン酸塩が、有用な遅延性触媒である
ことは公知である。この遅延性触媒は、初期活性が弱い
ため、原料ポリオールと有機イソシアネートが混合され
てからフォームの形成反応が開始されるまでの時間を延
長できる。その結果、大型モールドの隅々まで原料液を
十分流し得る等、混合液の操作性や液流れ性等が改善で
きる。またこの触媒は、フォームの形成反応が進み反応
温度が上昇すると、第3級アミン化合物が熱解離しその
触媒活性能が発現される。この結果、触媒活性は著しく
増大し、発泡反応により形成された泡を複雑なモールド
の中へ欠肉することなく流動させることができる。さら
にフォームの硬化速度を短縮するため、フォームの脱型
時間が短縮され、生産性の大幅な向上に役立つ。
In the production of polyurethane foam, it is known that the organic carboxylate of a tertiary amine compound described in JP-A-60-58418 is a useful retarding catalyst. Since this lagging catalyst has a low initial activity, the time from mixing of the raw material polyol and the organic isocyanate to the start of the foam formation reaction can be extended. As a result, the operability and liquid flowability of the mixed liquid can be improved, for example, the raw material liquid can sufficiently flow to every corner of the large mold. Further, in this catalyst, when the foam formation reaction proceeds and the reaction temperature rises, the tertiary amine compound is thermally dissociated, and the catalytic activity is exhibited. As a result, the catalytic activity is significantly increased, and the foam formed by the foaming reaction can be flowed into the complicated mold without underfilling. Furthermore, since the curing speed of the foam is shortened, the demolding time of the foam is shortened, which helps to significantly improve productivity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遅延作
用があるとしてこれまで用いられているポリウレタン製
造用触媒は、種々の問題点を有している。例えば、第3
級アミン化合物の有機カルボン酸塩はpHが低いため、
強い腐食性を有している。このため、ウレタン発泡機等
の材質を腐食し易く、生産性を低下させる等の問題があ
った。
However, the catalysts for polyurethane production which have been used so far as having a retarding effect have various problems. For example, the third
Since the organic carboxylate of a lower amine compound has a low pH,
Has strong corrosive properties. Therefore, there is a problem that the material of the urethane foaming machine or the like is easily corroded, and the productivity is lowered.

【0006】上記問題を解消するため、有機カルボン酸
の配合量を少なくしてpHを高くすることは可能である
が、目的とする遅延性を発現しがたいという問題があ
る。
To solve the above problem, it is possible to increase the pH by reducing the amount of the organic carboxylic acid, but there is a problem that it is difficult to achieve the desired retardation.

【0007】また第3級アミン化合物の有機カルボン酸
塩に対して適当な3級アミン化合物を混合することによ
り、前記問題の解消を試みた方法はあるものの、有機カ
ルボン酸の使用は必須であるため腐食の問題を完全に解
消することはできなかった。
Although there is a method for solving the above problem by mixing an appropriate tertiary amine compound with an organic carboxylate of a tertiary amine compound, the use of an organic carboxylic acid is essential. Therefore, the problem of corrosion could not be completely solved.

【0008】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、極めて高い遅延効果をもち、かつ
極めて低腐食性である触媒を用いた軟質ポリウレタンフ
ォームの製造法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a flexible polyurethane foam using a catalyst having an extremely high retarding effect and an extremely low corrosiveness. It is.

【0009】[0009]

【発明を解決するための手段】本発明者らは、軟質ポリ
ウレタンフォームの製造法において触媒の観点から鋭意
検討した。その結果、特殊な構造をもつ第4級アンモニ
ウム塩系触媒が、軟質ポリウレタンフォーム製造におい
て極めて高い遅延効果をもち、更に極めて低腐食性であ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies from the viewpoint of a catalyst in a process for producing a flexible polyurethane foam. As a result, they have found that a quaternary ammonium salt-based catalyst having a special structure has an extremely high retarding effect in the production of a flexible polyurethane foam and has extremely low corrosiveness, and has completed the present invention.

【0010】すなわち本発明は、ポリオールとポリイソ
シアネートとを、触媒及び発泡剤の存在下で反応させて
軟質ポリウレタンフォームを製造する方法において、触
媒として下記一般式(1)
That is, the present invention provides a method for producing a flexible polyurethane foam by reacting a polyol and a polyisocyanate in the presence of a catalyst and a foaming agent.

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

【0012】(式中、R1〜R8は炭素数1〜12の直
鎖又は分岐の飽和又は不飽和炭化水素基であり、n=0
〜3である。但し、n=0の場合、R1〜R3のいずれ
かとR5又はR6が任意に結合してへテロ環を形成して
いてもよい。またn=1〜3の場合、R5又はR6とR
4が結合してへテロ環を形成していてもよい。)で表さ
れる4級アンモニウム炭酸塩より選ばれた1種又は2種
以上を使用することを特徴とする軟質ポリウレタンフォ
ームの製造法である。
(Wherein, R1 to R8 are linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms, and n = 0
~ 3. However, when n = 0, any one of R1 to R3 and R5 or R6 may be arbitrarily bonded to form a hetero ring. When n = 1 to 3, R5 or R6 and R
4 may combine to form a hetero ring. The method for producing a flexible polyurethane foam is characterized by using one or more selected from quaternary ammonium carbonates represented by the formula (1).

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0014】本発明の製造法に用いられる触媒は、上記
一般式(1)で表される4級アンモニウム炭酸塩から選
ばれた1種又は2種以上である。この4級アンモニウム
炭酸塩の製造法は特に限定するものではないが、例え
ば、相当する第3級アミンと炭酸ジエステル(炭酸ジメ
チル等)とを反応させて第4級アンモニウム炭酸塩を形
成させることで得ることができる。
The catalyst used in the production method of the present invention is one or more selected from quaternary ammonium carbonates represented by the above general formula (1). The method for producing the quaternary ammonium carbonate is not particularly limited. For example, the quaternary ammonium carbonate is formed by reacting a corresponding tertiary amine with a carbonic acid diester (such as dimethyl carbonate). Obtainable.

【0015】相当する第3級アミンとしては、例えば、
以下のものが挙げられる。すなわち、N,N,N′,
N′−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′,
N′−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,
N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミ
ン、N,N,N′,N″,N″−ペンタメチル−(3−
アミノプロピル)エチレンジアミン、N,N,N′,
N″,N″−ペンタメチルジプロピレントリアミン、
N,N,N′,N′−テトラメチルグアニジン、1,
3,5−トリス(N,N−ジメチルアミノプロピル)ヘ
キサヒドロ−S−トリアジン、1,8−ジアザビシクロ
[5.4.0]ウンデセン−7、トリエチレンジアミ
ン、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレン
ジアミン、N−メチル−N′−(2−ジメチルアミノエ
チル)ピペラジン、N,N′−ジメチルピペラジン、N
−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、ビス(2
−ジメチルアミノエチル)エーテル、1−メチルイミダ
ゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−イソブチ
ル−2−メチルイミダゾール、1−ジメチルアミノプロ
ピルイミダゾール等の第3級アミン化合物類が例示され
る。これらの内、特に好ましいものは、N,N,N′,
N′−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′,
N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリ
エチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチル
ヘキサメチレンジアミンである。
As the corresponding tertiary amine, for example,
The following are mentioned. That is, N, N, N ',
N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N ',
N'-tetramethylpropylenediamine, N, N,
N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N', N ", N" -pentamethyl- (3-
Aminopropyl) ethylenediamine, N, N, N ',
N ", N" -pentamethyldipropylenetriamine,
N, N, N ', N'-tetramethylguanidine, 1,
3,5-tris (N, N-dimethylaminopropyl) hexahydro-S-triazine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, triethylenediamine, N, N, N ', N'-tetra Methylhexamethylenediamine, N-methyl-N '-(2-dimethylaminoethyl) piperazine, N, N'-dimethylpiperazine, N
-Methylmorpholine, N-ethylmorpholine, bis (2
-Dimethylaminoethyl) ether, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1-dimethylaminopropylimidazole and the like tertiary amine compounds. Of these, particularly preferred are N, N, N ',
N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N ',
N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, triethylenediamine, and N, N, N ', N'-tetramethylhexamethylenediamine.

【0016】これらの触媒を本発明の製造法に用いる
と、優れた遅延効果と、低腐食性、低臭気を示す。通
常、その使用量は、使用されるポリオ−ルを100部と
したとき、0.01〜10部であるが好ましくは0.0
5〜5部である。
When these catalysts are used in the production method of the present invention, they exhibit excellent retarding effects, low corrosiveness and low odor. Usually, the amount is 0.01 to 10 parts, preferably 100 parts by weight, based on 100 parts of polyol used.
5 to 5 parts.

【0017】本発明の製造法においては、触媒として上
記一般式(1)で表される第4級アンモニウム炭酸塩以
外の他の触媒も併用することができる。他の触媒として
は、従来公知の第3級アミン類、第3級アミン類の有機
酸塩類等を挙げることができる。
In the production method of the present invention, a catalyst other than the quaternary ammonium carbonate represented by the above general formula (1) can be used in combination as a catalyst. Examples of other catalysts include conventionally known tertiary amines and organic acid salts of tertiary amines.

【0018】上記一般式(1)で表される第4級アンモ
ニウム炭酸塩以外の他の第3級アミン類としては、従来
公知のものであればよく特に限定するものではないが、
例えば、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジ
アミン、N,N,N′,N′−テトラメチルプロピレン
ジアミン、N,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジ
エチレントリアミン、N,N,N′,N″,N″−ペン
タメチル−(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、
N,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジプロピレン
トリアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルグアニ
ジン、1,3,5−トリス(N,N−ジメチルアミノプ
ロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、1,8−ジア
ザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、トリエチレ
ンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサ
メチレンジアミン、N−メチル−N′−(2−ジメチル
アミノエチル)ピペラジン、N,N′−ジメチルピペラ
ジン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、
ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1−メチ
ルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−
イソブチル−2−メチルイミダゾール、1−ジメチルア
ミノプロピルイミダゾール等の第3級アミン化合物類が
挙げられる。これらの内、特に好ましいものはトリエチ
レンジアミンである。その使用比率は第4級アンモニウ
ム炭酸塩1.0重量部に対してトリエチレンジアミンが
0.1〜2.0重量部の範囲が好ましい。トリエチレン
ジアミンの使用比率が、0.1重量部以下ではフォーム
の形成が不完全になり、収縮、陥没を生じる場合があ
る。一方、トリエチレンジアミンの使用比率が、2.0
重量部以上では期待される遅延性効果が発現されない場
合がある。
The tertiary amine other than the quaternary ammonium carbonate represented by the general formula (1) is not particularly limited as long as it is conventionally known.
For example, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylpropylenediamine, N, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, N, N ', N ", N" -pentamethyl- (3-aminopropyl) ethylenediamine;
N, N, N ', N ", N" -pentamethyldipropylenetriamine, N, N, N', N'-tetramethylguanidine, 1,3,5-tris (N, N-dimethylaminopropyl) hexahydro -S-triazine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, triethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylhexamethylenediamine, N-methyl-N'-(2- Dimethylaminoethyl) piperazine, N, N'-dimethylpiperazine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine,
Bis (2-dimethylaminoethyl) ether, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-
Tertiary amine compounds such as isobutyl-2-methylimidazole and 1-dimethylaminopropylimidazole are exemplified. Of these, particularly preferred is triethylenediamine. The use ratio is preferably in the range of 0.1 to 2.0 parts by weight of triethylenediamine to 1.0 part by weight of the quaternary ammonium carbonate. When the use ratio of triethylenediamine is 0.1 part by weight or less, the formation of the foam may be incomplete, and may cause shrinkage or depression. On the other hand, the use ratio of triethylenediamine is 2.0
If the amount is more than the weight part, the expected delay effect may not be exhibited.

【0019】本発明の製造法においては、触媒として第
4級アンモニウム炭酸塩と有機金属触媒が併用されても
良い。有機金属触媒としては、スタナスジアセテート、
スタナスジオクトエート、スタナスジオレエート、スタ
ナスジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫
ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ
クロライド、ジオクチル錫ジラウレート、オクタン酸
鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コ
バルト等が挙げられる。これらのうち好ましい化合物と
しては有機錫触媒であり、更に好ましくはスタナスジオ
クトエート、ジブチル錫ジラウレートである。本発明に
おいて有機金属触媒を使用する場合は、その使用量は、
ポリオールを100重量部としたとき、通常0.01〜
5.0重量部であり、更に好ましくは0.05〜3.0
重量部である。例えば、有機金属触媒の使用量が、0.
05重量部以下であるとフォームにクラックを生じ易
く、3.0重量部以上であるとフォームは収縮する場合
がある。
In the production method of the present invention, a quaternary ammonium carbonate and an organometallic catalyst may be used in combination as a catalyst. As an organic metal catalyst, stannas diacetate,
Stanas dioctoate, Stanas dioleate, Stanas dilaurate, Dibutyltin oxide, Dibutyltin diacetate, Dibutyltin dilaurate, Dibutyltin dichloride, Dioctyltin dilaurate, Lead octanoate, Lead naphthenate, Nickel naphthenate, Cobalt naphthenate And the like. Among these, preferred compounds are organotin catalysts, and more preferred are stannas dioctoate and dibutyltin dilaurate. When using an organometallic catalyst in the present invention, the amount used is:
When the polyol is 100 parts by weight, usually 0.01 to
5.0 parts by weight, and more preferably 0.05 to 3.0 parts by weight.
Parts by weight. For example, when the amount of the organometallic catalyst used is 0.
If the amount is less than 05 parts by weight, the foam tends to crack, and if it is more than 3.0 parts by weight, the foam may shrink.

【0020】本発明の製造法に使用されるポリオールと
しては従来公知のポリエーテルポリオール、ポリエステ
ルポリオール、ポリマーポリオール等が使用できる。よ
り好ましくはポリエーテルポリオール及びポリマーポリ
オール又はそれらの混合物である。
As the polyol used in the production method of the present invention, conventionally known polyether polyols, polyester polyols, polymer polyols and the like can be used. More preferred are polyether polyols and polymer polyols or mixtures thereof.

【0021】ポリエーテルポリオールとしては、例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル等の多価アルコール類、エチレンジアミン等のアミン
類、エタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカ
ノールアミン類等の、少なくとも2個以上の活性水素基
を有する化合物を出発原料とし、これとエチレンオキシ
ドやプロピレンオキシドに代表されるアルキレンオキサ
イドとの付加反応、例えば、Polyurethane
Handbook(Gunter Oertel著)
第42〜53頁に記載の方法により製造されたものが例
示される。特に好ましいものとしては、グリセリンを出
発原料とした分子量が3000〜12000程度のポリ
エーテルポリオールが挙げられる。
Examples of the polyether polyol include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol; amines such as ethylenediamine; alkanolamines such as ethanolamine and diethanolamine. A compound having at least two or more active hydrogen groups is used as a starting material, and an addition reaction of the compound with an alkylene oxide represented by ethylene oxide or propylene oxide, for example, Polyurethane
Handbook (by Gunter Oertel)
Those manufactured by the method described on pages 42 to 53 are exemplified. Particularly preferred is a polyether polyol having a molecular weight of about 3,000 to 12,000 using glycerin as a starting material.

【0022】ポリマーポリオールとしては、例えば、該
ポリオールとエチレン性不飽和単量体、例えば、ブタジ
エン、アクリロニトリル、スチレン等をラジカル重合触
媒の存在下に反応させた、例えば、Polyureth
ane Handbook(Gunter Oerte
l著)第75〜76頁に記載の重合体ポリオールが挙げ
られる。ポリマーポリオールとして特に好ましいもの
は、分子量が5000〜12000程度のものである。
As the polymer polyol, for example, the polyol is reacted with an ethylenically unsaturated monomer such as butadiene, acrylonitrile, styrene and the like in the presence of a radical polymerization catalyst.
ane Handbook (Gunter Oerte
l) Polymer polyols described on pages 75 to 76. Particularly preferred polymer polyols are those having a molecular weight of about 5,000 to 12,000.

【0023】ポリエーテルポリオールとポリマーポリオ
ールの混合比率としては、50:50〜90:10の範
囲が好ましい。
The mixing ratio between the polyether polyol and the polymer polyol is preferably in the range of 50:50 to 90:10.

【0024】本発明に使用されるポリイソシアネート
は、公知の有機ポリイソシアネートであればよく、特に
限定するものではないが、例えば、トルエンジイソシア
ネート(TDI)、4,4' −ジフェニルメタンジイソ
シアネート(MDI)、ナフチレンジイシシアネート、
キシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリ
イソシアネート、ジシクロヘキシルジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネ
ート及びこれらの混合体が挙げられる。TDIとその誘
導体としては、2,4−トルエンジイソシアネートと
2,6−トルエンジイソシアネートの混合物またはTD
Iの末端イソシアネートプレポリマー誘導体を挙げるこ
とができる。MDIとその誘導体としては、MDIとそ
の重合体のポリフェニル−ポリメチレンジイソシアネー
トの混合体、及び/または末端イソシアネート基をもつ
ジフェニルメタンジイソシアネート誘導体を挙げること
ができる。本発明の製造法において、特に好ましいのは
TDIとMDIの混合物である。
The polyisocyanate used in the present invention may be any known organic polyisocyanate, and is not particularly limited. Examples thereof include toluene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), Naphthylene diisocyanate,
Aromatic polyisocyanate such as xylylene diisocyanate, aliphatic polyisocyanate such as hexamethylene diisocyanate, dicyclohexyl diisocyanate,
Cycloaliphatic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate and mixtures thereof. As TDI and its derivatives, a mixture of 2,4-toluene diisocyanate and 2,6-toluene diisocyanate or TD
The terminal isocyanate prepolymer derivative of I can be mentioned. Examples of MDI and its derivatives include a mixture of MDI and its polymer, polyphenyl-polymethylene diisocyanate, and / or a diphenylmethane diisocyanate derivative having a terminal isocyanate group. Particularly preferred in the production method of the present invention is a mixture of TDI and MDI.

【0025】本発明において、イソシアネートインデッ
クスは、特に限定されるものではないが、一般に70〜
130の範囲である。
In the present invention, although the isocyanate index is not particularly limited, it is generally from 70 to 70.
The range is 130.

【0026】本発明において使用される発泡剤として
は、水及び/又はハロゲン化炭化水素が使用できる。ハ
ロゲン化炭化水素としては、公知のハロゲン化メタン類
やハロゲン化エタン類、例えば、塩化メチレン、トリク
ロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジク
ロロトリフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン
等が使用できる。特に好ましい発泡剤は、水であり、そ
の使用量は目的とするフォームの密度により変わり得る
が、通常ポリオール100重量部に対して2重量部以上
であり、更に好ましくは3.0〜8.0重量部である。
As the foaming agent used in the present invention, water and / or a halogenated hydrocarbon can be used. As the halogenated hydrocarbon, known halogenated methanes and halogenated ethanes, for example, methylene chloride, trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotrifluoromethane, dichloromonofluoromethane and the like can be used. A particularly preferred blowing agent is water, and the amount used may vary depending on the density of the intended foam, but is usually 2 parts by weight or more, more preferably 3.0 to 8.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the polyol. Parts by weight.

【0027】本発明において使用される整泡剤として
は、従来公知の有機けい素界面活性剤であり、その使用
量は、ポリオール100重量部に対して0.1〜10重
量部である。
The foam stabilizer used in the present invention is a conventionally known organic silicon surfactant, and its amount is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.

【0028】本発明において、必要であれば架橋剤又は
鎖延長剤を添加することができる。架橋剤又は鎖延長剤
としては、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、グリセリン等の低分子量の多価アルコール
類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の低
分子量のアミンポリオール類、又はエチレンジアミン、
キシリレンジアミン、メチレンビスオルソクロルアニリ
ン等のポリアミン類を挙げることができる。これらの
内、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが好ま
しい。
In the present invention, if necessary, a crosslinking agent or a chain extender can be added. Examples of the crosslinking agent or chain extender include ethylene glycol, 1,4-butanediol, low molecular weight polyhydric alcohols such as glycerin, diethanolamine, low molecular weight amine polyols such as triethanolamine, or ethylenediamine.
Examples thereof include polyamines such as xylylenediamine and methylenebisorthochloroaniline. Of these, diethanolamine and triethanolamine are preferred.

【0029】本発明においては、必要に応じて、着色
剤、難燃剤、老化防止剤その他公知の添加剤等も使用で
きる。これらの添加剤の種類、添加量は公知の形式と手
順を逸脱しないならば通常使用される範囲で十分使用す
ることができる。
In the present invention, a coloring agent, a flame retardant, an antioxidant and other known additives can be used as required. The types and amounts of these additives can be used in a range usually used as long as they do not deviate from known types and procedures.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明において触媒として用いる第4級
アンモニウム炭酸塩は、高活性のために使用量が少な
く、ポリウレタンの製造コストの低減に有効であり、更
に、初期活性が弱いため、原料ポリオールと有機イソシ
アネートが混合されてから、フォームの形成反応が開始
されるまでの時間が延長できる。その結果、大型モール
ドの隅々まで原料液を十分流し得る等、混合液の操作性
や液流れ性等を改善できる。
Industrial Applicability The quaternary ammonium carbonate used as a catalyst in the present invention has a low activity because of its high activity, is effective in reducing the production cost of polyurethane, and has a low initial activity. And the time from when the organic isocyanate is mixed until the foam formation reaction is started can be extended. As a result, it is possible to improve the operability of the mixed liquid, the liquid flowability, and the like, such that the raw material liquid can sufficiently flow to every corner of the large mold.

【0031】また、本発明において触媒として用いる第
4級アンモニウム炭酸塩は、フォームの形成反応が進
み、反応温度が上昇すると、触媒活性能が発現される。
この結果、触媒活性は著しく増大し、発泡反応により形
成された泡を複雑なモールドの中へ欠肉することなく流
動させる。またフォームの硬化速度を短縮するため、フ
ォームの脱型時間が短縮され、生産性の大幅な向上に役
立つ。
The quaternary ammonium carbonate used as a catalyst in the present invention develops its catalytic activity as the foam formation reaction proceeds and the reaction temperature rises.
As a result, the catalytic activity is significantly increased, allowing the foam formed by the foaming reaction to flow into the complex mold without underfilling. Further, since the curing speed of the foam is shortened, the demolding time of the foam is shortened, which contributes to a significant improvement in productivity.

【0032】また、本発明の製造法で得られたフォーム
は低密度で、通気性に優れる特徴を有する。
Further, the foam obtained by the production method of the present invention has characteristics of low density and excellent air permeability.

【0033】また、本発明において触媒として用いる第
4級アンモニウム炭酸塩は、極めて臭気が小さく、フォ
ーム製造工程において作業環境を著しく改善し、本発明
の製造法で得られた軟質ポリウレタンフォーム自身に悪
臭を残さないという特徴を有する。
The quaternary ammonium carbonate used as a catalyst in the present invention has an extremely low odor, significantly improves the working environment in the foam production process, and gives a bad odor to the flexible polyurethane foam obtained by the production method of the present invention. Is not left.

【0034】更に、本発明において触媒として用いられ
る第4級アンモニウム炭酸塩は、金属材質に対する腐食
性が著しく小さいため、触媒貯槽や発泡装置等のポリウ
レタン製造設備を侵すことがなく、生産性向上に役立
つ。
Further, since the quaternary ammonium carbonate used as a catalyst in the present invention has extremely low corrosiveness to metal materials, the quaternary ammonium carbonate does not harm the polyurethane production equipment such as a catalyst storage tank and a foaming device, and can improve productivity. Useful.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例、比較例に基づいて説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0036】<触媒の製造> 製造例1 攪拌式オートクレーブにN,N,N’,N”,N”−ペ
ンタメチルジエチレントリアミン(1モル)、炭酸ジメ
チル(l.5モル)及び溶媒としてメタノール(2.0
モル)を仕込み、反応温度110℃にて12時間反応さ
せ生成物のメタノール溶液を得た。未反応の炭酸ジメチ
ル及びメタノールを蒸留して除くことによって目的物を
得た。性状は、粘調な液体で13C−NMR及び1H−
NMRにより、主成分はビス(N−(3,6,6−トリ
メチル−3,6−ジアザヘプチル)−N,N,N−トリ
メチルアンモニウム)・炭酸塩であることがわかった。
以下、これを触媒Aという。
<Production of Catalyst> Production Example 1 N, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine (1 mol), dimethyl carbonate (1.5 mol) and methanol (2 mol) as a solvent were placed in a stirred autoclave. .0
Mol) and reacted at a reaction temperature of 110 ° C. for 12 hours to obtain a methanol solution of the product. The desired product was obtained by removing unreacted dimethyl carbonate and methanol by distillation. The properties are 13C-NMR and 1H-
NMR revealed that the main component was bis (N- (3,6,6-trimethyl-3,6-diazaheptyl) -N, N, N-trimethylammonium) carbonate.
Hereinafter, this is referred to as catalyst A.

【0037】製造例2 製造例1におけるN,N,N’,N”,N”−ペンタメ
チルジエチレントリアミン(1モル)に代えて、N,
N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(1モ
ル)を用いた以外は製造例1と同様にして、主成分がビ
ス(N,N−ジメチルアミノエチル−N´−トリメチル
アンモニウム)・炭酸塩の目的物を得た。以下、これを
触媒Bという。
Production Example 2 In place of N, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine (1 mol) in Production Example 1, N,
A main component is bis (N, N-dimethylaminoethyl-N'-trimethylammonium) carbonate in the same manner as in Production Example 1 except that N, N ', N'-tetramethylethylenediamine (1 mol) was used. Was obtained. Hereinafter, this is referred to as catalyst B.

【0038】製造例3 製造例1におけるN,N,N’,N”,N”−ペンタメ
チルジエチレントリアミン(1モル)に代えて、トリエ
チレンジアミン(1モル)を用いた以外は製造例1と同
様にして、主成分がビス(1−メチル−1−アゾニア−
8−アザビシクロ[2,2,2]オクタン)・炭酸塩の
目的物を得た。以下、これを触媒Cという。
Production Example 3 The same as Production Example 1 except that N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (1 mol) was replaced by triethylenediamine (1 mol). The main component is bis (1-methyl-1-azonia-
8-azabicyclo [2,2,2] octane) .carbonate was obtained. Hereinafter, this is referred to as catalyst C.

【0039】製造例4 製造例1におけるN,N,N’,N”,N”−ペンタメ
チルジエチレントリアミン(1モル)に代えて、N,
N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン
(1モル)を用いた以外は製造例1と同様にして、主成
分がビス(N,N−ジメチルアミノヘキサメチレン−N
´−トリメチルアンモニウム)・炭酸塩の目的物を得
た。以下、これを触媒Dという。
Production Example 4 N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (1 mol) in Production Example 1 was replaced with N,
The main component was bis (N, N-dimethylaminohexamethylene-N) in the same manner as in Production Example 1 except that N, N ', N'-tetramethylhexamethylenediamine (1 mol) was used.
'-Trimethylammonium) .carbonate was obtained. Hereinafter, this is referred to as catalyst D.

【0040】<軟質ポリウレタンフォーム製品の製造> 実施例1〜実施例4 表1に示すポリオールとポリイソシアネートの配合(イ
ソシアネートインデックス=105)により、第4級ア
ンモニウム塩系触媒として製造例1〜3で製造した触媒
A、B、C、Dを用い、発泡剤、整泡剤を表1に示すよ
うに用いて軟質ポリウレタンフォームの調整を行った。
軟質ポリウレタンフォームの反応性(クリームタイム、
ゲルタイム、ライズタイム)、遅延効果(触媒としてL
33を用いた場合を基準として、各触媒の使用でクリー
ムタイムが延長される秒数)、フォーム成型物の物性
(密度、通気性)を測定及び評価した。その評価結果を
表1にあわせて示す。
<Manufacture of Flexible Polyurethane Foam Products> Examples 1 to 4 By the combination of polyol and polyisocyanate shown in Table 1 (isocyanate index = 105), quaternary ammonium salt-based catalysts were used in Production Examples 1 to 3. Using the produced catalysts A, B, C and D, a flexible polyurethane foam was prepared using a foaming agent and a foam stabilizer as shown in Table 1.
Reactivity of flexible polyurethane foam (cream time,
Gel time, rise time), delay effect (L as catalyst
Based on the case where No. 33 was used, the number of seconds in which the cream time was prolonged by the use of each catalyst) and the physical properties (density and air permeability) of the molded foam were measured and evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1より、本発明で使用される第4級アン
モニウム塩系触媒により初期反応(クリームタイム)を
遅延することが可能となった。更に、該触媒は金属材質
の腐食を殆ど起こさない。また、低密度で、通気性が高
いフォームの製造が可能となった。更に、低臭気であ
り、フォーム製造工程における作業環境を改善し、最終
フォーム製品にも臭気を残さない。
Table 1 shows that the quaternary ammonium salt catalyst used in the present invention can delay the initial reaction (cream time). Furthermore, the catalyst causes little corrosion of the metal material. Further, a foam having a low density and a high air permeability can be manufactured. Furthermore, it has low odor, improves the working environment in the foam manufacturing process, and does not leave odor in the final foam product.

【0043】比較例1〜比較例2 表1に示す配合に従い、従来の触媒を用いたこと以外
は、実施例1と同様の調整を行った。その評価結果を表
1にあわせて示す。
Comparative Examples 1 and 2 In accordance with the formulation shown in Table 1, the same adjustments as in Example 1 were performed except that a conventional catalyst was used. The evaluation results are shown in Table 1.

【0044】比較例1に示す従来の第3級アミン触媒を
用いた場合、ゲルタイム同一ではクリームタイムが延長
されない。
When the conventional tertiary amine catalyst shown in Comparative Example 1 was used, the cream time was not extended if the gel time was the same.

【0045】比較例2に示す従来の第3級アミン化合物
の有機カルボン酸塩を用いた場合、クリームタイムは遅
延されるが、触媒活性が低く、触媒の使用量を多くする
ことが必要である。また、触媒中に含まれる有機カルボ
ン酸の影響から金属材質の腐食を著しく引き起こす。
When the conventional organic carboxylate of a tertiary amine compound shown in Comparative Example 2 is used, the cream time is delayed, but the catalytic activity is low, and it is necessary to use a large amount of the catalyst. . Further, corrosion of the metal material is significantly caused by the influence of the organic carboxylic acid contained in the catalyst.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリオールとポリイソシアネートとを、
触媒及び発泡剤の存在下で反応させて軟質ポリウレタン
フォームを製造する方法において、触媒として下記一般
式(1) 【化1】 (式中、R1〜R8は炭素数1〜12の直鎖又は分岐の
飽和又は不飽和炭化水素基であり、n=0〜3である。
但し、n=0の場合、R1〜R3のいずれかとR5又は
R6が任意に結合してへテロ環を形成していてもよい。
またn=1〜3の場合、R5又はR6とR4が結合して
へテロ環を形成していてもよい。)で表される4級アン
モニウム炭酸塩より選ばれた1種又は2種以上を使用す
ることを特徴とする軟質ポリウレタンフォームの製造
法。
1. A polyol and a polyisocyanate,
In a method for producing a flexible polyurethane foam by reacting in the presence of a catalyst and a blowing agent, a catalyst represented by the following general formula (1): (Wherein, R1 to R8 are linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms, and n = 0 to 3).
However, when n = 0, any one of R1 to R3 and R5 or R6 may be arbitrarily bonded to form a hetero ring.
When n = 1 to 3, R5 or R6 and R4 may combine to form a hetero ring. A process for producing a flexible polyurethane foam, comprising using one or more selected from quaternary ammonium carbonates represented by the formula (1).
【請求項2】 ポリオールとポリイソシアネートとを、
触媒及び発泡剤の存在下で反応させて軟質ポリウレタン
フォームを製造する方法において、触媒として請求項1
に記載の4級アンモニウム炭酸塩とトリエチレンジアミ
ンを併用することを特徴とする軟質ポリウレタンフォー
ムの製造法。
2. Polyol and polyisocyanate,
A method for producing a flexible polyurethane foam by reacting in the presence of a catalyst and a blowing agent, wherein the catalyst is used as a catalyst.
A method for producing a flexible polyurethane foam, comprising using a quaternary ammonium carbonate described in 1 above and triethylenediamine in combination.
JP10001476A 1997-10-15 1998-01-07 Production of flexible polyurethane foam Pending JPH11199644A (en)

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US09/172,016 US6307102B1 (en) 1997-10-15 1998-10-14 Amine catalyst for producing polyurethane and polyisocyanurate
EP98119531A EP0909770A1 (en) 1997-10-15 1998-10-15 Amine catalyst for producing polyurethane and polyisocyanurate
US09/938,490 US6384097B1 (en) 1997-10-15 2001-08-27 Amine catalyst for producing rigid polyurethane foam
US09/938,488 US6384177B1 (en) 1997-10-15 2001-08-27 Process for producing polyurethane and polyisocyanurate

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2500368A2 (en) 2002-07-15 2012-09-19 Tosoh Corporation Catalyst and process for producing a rigid polyurethane foam

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EP2500368A2 (en) 2002-07-15 2012-09-19 Tosoh Corporation Catalyst and process for producing a rigid polyurethane foam

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